高普聯(lián)絡(luò)線車(chē)地兼容性典型問(wèn)題研究

孔得盛

隨著中國(guó)高鐵發(fā)展，在樞紐地區(qū)高速鐵路與普速鐵路之間設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)線予以連通的場(chǎng)景越來(lái)越多［1］。受地形環(huán)境制約，高普間聯(lián)絡(luò)線長(zhǎng)短、運(yùn)輸組織形式多樣，在滿(mǎn)足規(guī)范的前提下，為適應(yīng)聯(lián)絡(luò)線運(yùn)營(yíng)需要，信號(hào)設(shè)計(jì)方案日趨復(fù)雜，不同型號(hào)ATP上線運(yùn)營(yíng)，兼容性問(wèn)題不斷出現(xiàn)［2-3］。

蘭州西高速場(chǎng)東接寶蘭客專(zhuān)，向西與蘭新客專(zhuān)貫通。蘭州西普速場(chǎng)東接隴海線，向西與蘭新線貫通。未設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)線時(shí)，蘭州西高速場(chǎng)與普速場(chǎng)之間無(wú)法辦理接發(fā)車(chē)進(jìn)路，運(yùn)輸不靈活。為了滿(mǎn)足寶蘭客專(zhuān)與蘭新線融會(huì)貫通，同時(shí)增加運(yùn)輸靈活性，在蘭州西高速場(chǎng)與普速場(chǎng)下行咽喉建設(shè)了1條聯(lián)絡(luò)線［4］。本文就蘭州西高普聯(lián)絡(luò)線兼容性試驗(yàn)中發(fā)生的問(wèn)題進(jìn)行研究。

1 問(wèn)題現(xiàn)象

蘭州西高普聯(lián)絡(luò)線具體設(shè)置方案見(jiàn)圖1。增設(shè)進(jìn)路信號(hào)機(jī)2架（SGL3、XL5），道岔3組（235#、147#、237#），進(jìn) 路 應(yīng) 答 器 組2組（BSGL3、BXL5）。

圖1 蘭州西站高普聯(lián)絡(luò)線設(shè)置方案

蘭州西站高普聯(lián)絡(luò)線工程施工完成后，分別運(yùn)用裝有CTCS2-200C、CTCS3-300T型ATP的動(dòng)車(chē)組進(jìn)行了動(dòng)態(tài)驗(yàn)證，驗(yàn)證過(guò)程中未發(fā)生任何異常和報(bào)警信息［5］。之后運(yùn)用裝有CTCS3-300H、CTCS2-200H、CTCS3-300S型ATP的動(dòng)車(chē)組進(jìn)行兼容性試驗(yàn)時(shí)，裝備CTCS2-200H型ATP的動(dòng)車(chē)組由普速場(chǎng)向高速場(chǎng)發(fā)車(chē)時(shí)觸發(fā)制動(dòng)2次，車(chē)載DMI速度表盤(pán)變紅；裝備CTCS3-300S型ATP的動(dòng)車(chē)組由普速場(chǎng)向高速場(chǎng)發(fā)車(chē)、高速場(chǎng)向普速場(chǎng)接車(chē)時(shí)觸發(fā)制動(dòng)各2次，車(chē)載DMI提示“K1639軌道電路信息異?！?。

2 問(wèn)題分析

根據(jù)動(dòng)車(chē)組觸發(fā)制動(dòng)和報(bào)警信息，分別對(duì)地面軌道電路、應(yīng)答器報(bào)文、車(chē)載ATP數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并對(duì)軌道電路進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)。

2.1 軌道電路方面

1）核查237DG、211-235DG區(qū)段長(zhǎng)度，均與工程數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)一致。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)211-235DG分割絕緣（即235#道岔岔前絕緣）至235#道岔岔后絕緣長(zhǎng)度為22.85 m，235#道岔岔后絕緣至235/237#道岔渡線絕緣長(zhǎng)度為23.56 m，235/237#道岔渡線絕緣至237#道岔岔后絕緣長(zhǎng)度為22.35 m，237#道岔岔后絕緣至SGL3信號(hào)機(jī)處分割絕緣（即237#道岔岔前絕緣）長(zhǎng)度為24.55 m。

2）檢測(cè)CLG2、237DG的電氣特性。

3）使用ME2000P軌道電路故障分析系統(tǒng)，全程監(jiān)測(cè)237DG、211-235DG、205DG、203DG載頻、低頻、電壓，分析數(shù)據(jù)未發(fā)現(xiàn)異常；使用優(yōu)利德示波器測(cè)試203DG、205DG、211-235DG、237DG載頻，在D8963、D8966次動(dòng)車(chē)（200C）及CRH2G-4110（200H）動(dòng)車(chē)運(yùn)行過(guò)程中，載頻無(wú)變化［6］。

4）使用電務(wù)檢測(cè)車(chē)，在蘭州西普速場(chǎng)經(jīng)高普聯(lián)絡(luò)線至蘭州西高速場(chǎng)XF信號(hào)機(jī)外方正反向運(yùn)行4個(gè)車(chē)次，同時(shí)對(duì)高普聯(lián)絡(luò)線軌道電路進(jìn)行了動(dòng)態(tài)專(zhuān)項(xiàng)檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果顯示軌道電路各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)要求［7］。

5）通過(guò)排查、測(cè)試以及動(dòng)態(tài)檢測(cè)得出：CLG2、237DG軌道電路電氣特性指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)。為進(jìn)一步提高軌道電路運(yùn)用特性，現(xiàn)場(chǎng)采取以下措施：①調(diào)整CLG2、237DG軌道電路，調(diào)整前后的電氣特性數(shù)據(jù)見(jiàn)表1；②在237#道岔岔后絕緣節(jié)新增兩根跳線、一根長(zhǎng)跳線，對(duì)237#岔心部位的電氣回路進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)；③拆除蘭州西高普聯(lián)絡(luò)線XL5信號(hào)機(jī)處扼流中心連接板，在SGL3信號(hào)機(jī)處加裝扼流中心連接板，優(yōu)化牽引回流通路［8］。

表1 電氣特性測(cè)試數(shù)據(jù)

2.2 應(yīng)答器報(bào)文方面

經(jīng)對(duì)BXL5（062-2-02-023）、BSGL3（075-4-27-48）應(yīng)答器組報(bào)文分析，應(yīng)答器報(bào)文編制符合規(guī)范［9-10］。

2.3 車(chē)載ATP數(shù)據(jù)方面

2.3.1 CTCS2-200H型ATP觸發(fā)制動(dòng)問(wèn)題分析

試驗(yàn)場(chǎng)景及問(wèn)題描述：55204次列車(chē)，蘭州西普速場(chǎng)11G發(fā)車(chē)→高普聯(lián)絡(luò)線，蘭州西高速場(chǎng)通過(guò)→寶蘭客專(zhuān)下行線反向。01：18列車(chē)以完全監(jiān)控模式運(yùn)行至高普聯(lián)絡(luò)線經(jīng)過(guò)SGL3信號(hào)機(jī)時(shí)，DMI速度表盤(pán)變紅，觸發(fā)B7制動(dòng)，瞬間恢復(fù)至正常狀態(tài)（DMI未提示異常）。

通過(guò)PC卡數(shù)據(jù)分析得出，BXL5中［CTCS-1］包描述當(dāng)前為1700 Hz的長(zhǎng)度為167 m的軌道區(qū)段，前方為922 m的無(wú)載頻區(qū)段。而出站應(yīng)答器BSGL3中［CTCS-1］包描述當(dāng)前位置30 m后是47 m的2600 Hz區(qū)段。

車(chē)載ATP在列車(chē)運(yùn)行到出站信號(hào)機(jī)前，按照BXL5描述的信息鎖定1700 Hz及無(wú)載頻。在運(yùn)行到SGL3出站信號(hào)機(jī)處時(shí)，考慮到測(cè)距誤差，ATP在延時(shí)2 s后，按照BSGL3鎖定并接收2600 Hz載頻。在ATP解碼過(guò)程中，接收地面2600 Hz的載頻發(fā)生中斷，ATP解L5碼的時(shí)間超過(guò)4 s，從而導(dǎo)致ATP掉碼，列車(chē)輸出B7級(jí)制動(dòng)。

2.3.2 CTCS3-300S型ATP觸發(fā)制動(dòng)問(wèn)題分析

試驗(yàn)場(chǎng)景及問(wèn)題描述：55308次列車(chē)，蘭州西普速場(chǎng)8G發(fā)車(chē)→高普聯(lián)絡(luò)線，蘭州西高速場(chǎng)通過(guò)→寶蘭客專(zhuān)下行線反向。04：39列車(chē)經(jīng)過(guò)高普聯(lián)絡(luò)線SGL3信號(hào)機(jī)后，DMI提示“K1639軌道電路信息異?！?，觸發(fā)B7制動(dòng)瞬間緩解。

通過(guò)車(chē)載數(shù)據(jù)和地面設(shè)備分析，除BXL5中［CTCS-1］描述與實(shí)際不符外，還存在動(dòng)車(chē)組短距離內(nèi)經(jīng)過(guò)多個(gè)絕緣節(jié)問(wèn)題。在經(jīng)過(guò)211-235DG（總長(zhǎng)47 m）接收端絕緣節(jié)后，走行23.4 m又通過(guò)235#道岔彎股切割絕緣節(jié)，再走行23.6 m過(guò)235/237#道岔渡線絕緣節(jié)，走行23.3 m過(guò)237#道岔直股切割絕緣節(jié)，再走行23.7 m過(guò)SGL3信號(hào)機(jī)處絕緣節(jié)（此處由上行載頻轉(zhuǎn)換為下行載頻）進(jìn)入CLG2。期間，軌道電路每隔約23 m就要過(guò)一次機(jī)械絕緣節(jié)，軌道電路信息中斷且載頻切換，300S型車(chē)載判定為地面載頻不穩(wěn)定，且軌道電路低頻無(wú)效時(shí)間超過(guò)10 s，車(chē)載導(dǎo)向安全側(cè)輸出B7制動(dòng)防護(hù)。這是地面設(shè)備的配置，在300S型動(dòng)車(chē)組運(yùn)行的特定條件下，剛好觸發(fā)車(chē)載輸出制動(dòng)的邏輯判定條件的典型兼容性問(wèn)題，絕緣節(jié)設(shè)置示意圖見(jiàn)圖2。

圖2 絕緣節(jié)設(shè)置示意圖

3 整改方案

3.1 修改XL5信號(hào)機(jī)應(yīng)答器組報(bào)文數(shù)據(jù)

在動(dòng)車(chē)組經(jīng)過(guò)BSGL3時(shí)，由于BXL5描述了前方一段922 m的無(wú)載頻區(qū)域，與實(shí)際237DG載頻不符，可將XL5信號(hào)機(jī)應(yīng)答器組報(bào)文描述的無(wú)載頻區(qū)域修改為237DG、211-235DG、205DG的實(shí)際載頻。該解決方案僅需要修改XL5應(yīng)答器組描述的報(bào)文，影響范圍小。

3.2 取消聯(lián)絡(luò)線銜接道岔區(qū)段側(cè)向發(fā)碼

取消蘭州西高普聯(lián)絡(luò)線123-147DG、237DG和211-235DG區(qū)段道岔側(cè)向發(fā)碼，地面XL5應(yīng)答器組報(bào)文描述CLG2前方的頻率為無(wú)載頻，地面SGL3應(yīng)答器報(bào)文描述前方的頻率為無(wú)載頻。動(dòng)車(chē)經(jīng)過(guò)SGL3應(yīng)答器時(shí)，ATP不再處理軌道電路載頻信息，避免了ATP車(chē)載邏輯需延時(shí)及解頻鎖頻的處理響應(yīng)時(shí)間。

由于123-147DG、237DG和211-235DG區(qū)段道岔側(cè)向不發(fā)碼，聯(lián)絡(luò)線區(qū)段CLG2長(zhǎng)度僅為197 m，進(jìn)路信號(hào)機(jī)前方發(fā)碼區(qū)段長(zhǎng)度不能滿(mǎn)足動(dòng)車(chē)組以45 km/h的速度制動(dòng)到0 km/h的常用制動(dòng)距離要求，因此可采用紅燈重復(fù)的方案，當(dāng)辦理X或XF信號(hào)機(jī)向高普聯(lián)絡(luò)線的接車(chē)進(jìn)路時(shí)，XL5信號(hào)機(jī)必須開(kāi)放，即：XL5信號(hào)機(jī)顯示紅燈時(shí)，X或XF信號(hào)機(jī)不能開(kāi)放。高普聯(lián)絡(luò)線通過(guò)隴海線下行正線接入蘭州西普速場(chǎng)，從寶蘭客專(zhuān)寶雞方面向蘭州西普速場(chǎng)接車(chē)時(shí)，辦理經(jīng)XL5至普速場(chǎng)的接車(chē)進(jìn)路后，由于普速場(chǎng)123-147DG等咽喉區(qū)段鎖閉，故隴海線下行線11～13股道的接發(fā)車(chē)進(jìn)路及7～10股道接發(fā)車(chē)基本進(jìn)路無(wú)法辦理。寶蘭區(qū)間運(yùn)行的動(dòng)車(chē)組從高速場(chǎng)下行進(jìn)站經(jīng)810 m以不超過(guò)45 km/h速度至普速場(chǎng)股道后進(jìn)路方能完全解鎖。進(jìn)路從建立到解鎖時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)普速場(chǎng)接發(fā)車(chē)作業(yè)產(chǎn)生較大影響，且對(duì)寶蘭客專(zhuān)在線動(dòng)車(chē)組的運(yùn)行產(chǎn)生一定的限制。

3.3 調(diào)整軌道電路絕緣節(jié)設(shè)置

調(diào)整軌道電路絕緣節(jié)設(shè)置方案見(jiàn)圖3，即取消寶蘭正線235#、215#道岔岔前及609處的3組絕緣節(jié)，并在235#（979處）、215#（749處）道岔岔后及520處分別新設(shè)絕緣節(jié)，將205DG改為205-235DG、211-235DG改為211-215DG、215-217DG改為217DG，并將237#道岔絕緣由直股切割改為曲股切割，237DG發(fā)送端設(shè)備由安全線移設(shè)至渡線［11］。由于該方案237DG長(zhǎng)度不變，需車(chē)載廠家進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)方案是否成立，且寶蘭正線拆除3組絕緣、新增3組絕緣，道岔絕緣移設(shè)1組，需要修改高速場(chǎng)列控中心軟件，重新進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)，影響范圍大，無(wú)法滿(mǎn)足寶蘭客專(zhuān)動(dòng)車(chē)組進(jìn)入普速場(chǎng)運(yùn)營(yíng)需求的時(shí)間節(jié)點(diǎn)要求。

圖3 調(diào)整軌道電路絕緣節(jié)設(shè)置方案

通過(guò)對(duì)以上3種整改方案的分析，從影響范圍和施工難度綜合考慮，不考慮取消聯(lián)絡(luò)線銜接道岔區(qū)段側(cè)向發(fā)碼方案。先修改BXL5中［CTCS-1］包數(shù)據(jù)，解決200H型ATP輸出制動(dòng)問(wèn)題，300S型ATP制動(dòng)問(wèn)題通過(guò)限制動(dòng)車(chē)組運(yùn)行速度、過(guò)絕緣節(jié)時(shí)間延長(zhǎng)的方式臨時(shí)解決，后期再調(diào)整軌道電路絕緣節(jié)設(shè)置，以徹底解決動(dòng)車(chē)組在高普聯(lián)絡(luò)線輸出制動(dòng)的問(wèn)題。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)蘭州西站高普聯(lián)絡(luò)線兼容性試驗(yàn)中CTCS2-200H型、CTCS3-300S型ATP觸發(fā)制動(dòng)案例分析，進(jìn)一步探討問(wèn)題原因，并提出修改應(yīng)答器組報(bào)文數(shù)據(jù)、取消聯(lián)絡(luò)線銜接道岔區(qū)段側(cè)向發(fā)碼、調(diào)整軌道電路絕緣節(jié)設(shè)置等建議措施。目前，全路高鐵樞紐改造工程逐漸增多，雖然信號(hào)工程依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范實(shí)施，但缺少對(duì)車(chē)地兼容性的綜合分析，只有在進(jìn)行兼容性試驗(yàn)時(shí)才能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。因此，為規(guī)避工程實(shí)施后類(lèi)似情況的發(fā)生，從設(shè)計(jì)源頭上可參考以上方案，對(duì)于解決該類(lèi)問(wèn)題具有指導(dǎo)意義和參考價(jià)值。